Quel surnom le physicien Ernest Rutherford a-t-il reçu du fait que des étudiants de loin le reconnaissaient à ses pas et à sa voix ? Sélection de photos : le « père » de la physique nucléaire Sir Ernest Rutherford.

Sir Ernest Rutherford. Né le 30 août 1871 à Spring Grove, Nouvelle-Zélande - décédé le 19 octobre 1937 à Cambridge. Physicien britannique d'origine néo-zélandaise. Connu sous le nom de « Père » Physique nucléaire. Lauréat du prix Nobel de chimie en 1908. En 1911, avec sa célèbre expérience de diffusion de particules α, il prouva l’existence d’un noyau chargé positivement dans les atomes et d’électrons chargés négativement autour de lui. Sur la base des résultats de l'expérience, il a créé un modèle planétaire de l'atome.

Rutherford est né en Nouvelle-Zélande dans le petit village de Spring Grove, situé au nord de l'île du Sud près de la ville de Nelson, dans la famille d'un producteur de lin. Père - James Rutherford, immigré de Perth (Écosse). Mère - Martha Thompson, originaire de Hornchurch, Essex, Angleterre. À cette époque, d'autres Écossais ont émigré au Québec (Canada), mais la famille Rutherford n'a pas eu de chance et le gouvernement a fourni un billet de bateau gratuit vers la Nouvelle-Zélande, pas vers le Canada.

Ernest était le quatrième enfant d'une famille de douze enfants. Il avait une mémoire incroyable, une excellente santé et une grande force. Il est diplômé de l'école primaire avec mention, recevant 580 points sur 600 possibles et une prime de 50 £ pour poursuivre ses études au Nelson College. Une autre bourse lui a permis de poursuivre ses études au Canterbury College de Christchurch (aujourd'hui l'Université de Nouvelle-Zélande). A cette époque, c'était une petite université avec 150 étudiants et seulement 7 professeurs. Rutherford est passionné par la science et commence ses travaux de recherche dès le premier jour.

Son mémoire de maîtrise, rédigé en 1892, s'intitulait « Magnétisation du fer sous décharges haute fréquence ». Les travaux concernaient la détection d'ondes radio haute fréquence, dont l'existence fut prouvée en 1888 par le physicien allemand Heinrich Hertz. Rutherford a inventé et fabriqué un appareil - un détecteur magnétique, l'un des premiers récepteurs d'ondes électromagnétiques.

Après avoir obtenu son diplôme universitaire en 1894, Rutherford enseigne au lycée pendant un an.

Les jeunes sujets de la couronne britannique les plus doués vivant dans les colonies recevaient une bourse spéciale du nom de l'Exposition universelle de 1851 - 150 livres par an - une fois tous les deux ans, ce qui leur donnait la possibilité de se rendre en Angleterre pour progresser dans les sciences. . En 1895, Rutherford reçut cette bourse, puisque celui qui la reçut le premier, McClaren, la refusa. À l'automne de la même année, après avoir emprunté de l'argent pour un billet de bateau vers la Grande-Bretagne, Rutherford arrive en Angleterre au laboratoire Cavendish de l'Université de Cambridge et devient le premier doctorant de son directeur Joseph John Thomson.

1895 fut la première année au cours de laquelle (à l'initiative de J. J. Thomson) des étudiants diplômés d'autres universités purent poursuivre leurs travaux scientifiques dans les laboratoires de Cambridge. Avec Rutherford, John McLennan, John Townsend et Paul Langevin ont profité de cette opportunité en s'inscrivant au Laboratoire Cavendish. Rutherford a travaillé dans la même pièce que Langevin et s'est lié d'amitié avec lui, cette amitié s'est poursuivie jusqu'à la fin de leur vie.

La même année 1895, des fiançailles sont conclues avec Mary Georgina Newton (1876-1945), la fille du propriétaire de la pension où vivait Rutherford. (Le mariage a eu lieu en 1900 ; le 30 mars 1901, ils ont eu une fille, Eileen Mary (1901-1930), plus tard épouse de Ralph Fowler, un célèbre astrophysicien.)

Rutherford prévoyait d'étudier la radio ou le détecteur d'ondes hertziennes, de passer des examens de physique et d'obtenir une maîtrise. Mais en l'année prochaine il s'est avéré que la poste du gouvernement britannique a alloué de l'argent à Marconi pour ce même travail et a refusé de le financer au laboratoire Cavendish. Comme la bourse n'était même pas suffisante pour la nourriture, Rutherford a été contraint de commencer à travailler comme tuteur et assistant de J. J. Thomson sur le thème de l'étude du processus d'ionisation des gaz sous l'influence des rayons X. En collaboration avec J. J. Thomson, Rutherford a découvert le phénomène de saturation du courant lors de l'ionisation du gaz.

En 1898, Rutherford découvre les rayons alpha et bêta. Un an plus tard, Paul Villar découvre le rayonnement gamma (le nom de ce type rayonnement ionisant, comme les deux premiers, a été proposé par Rutherford).

Depuis l'été 1898, le scientifique fait ses premiers pas dans la recherche phénomène ouvert radioactivité de l'uranium et du thorium. A l'automne, Rutherford, sur proposition de Thomson, après avoir surmonté un concours de 5 personnes, prend le poste de professeur à l'Université McGill de Montréal (Canada) avec un salaire de 500 livres sterling soit 2500 dollars canadiens par an. Dans cette université, Rutherford a collaboré fructueusement avec Frederick Soddy, alors assistant de laboratoire junior au Département de chimie, et plus tard (comme Rutherford) lauréat du prix Nobel de chimie (1921). En 1903, Rutherford et Soddy ont proposé et prouvé l'idée révolutionnaire de la transformation des éléments par le processus de désintégration radioactive.

Ayant acquis une large reconnaissance pour ses travaux dans le domaine de la radioactivité, Rutherford est devenu un scientifique recherché et a reçu de nombreuses offres d'emploi dans des centres de recherche du monde entier. Au printemps 1907, il quitte le Canada et commence sa chaire à l'Université de Victoria (aujourd'hui l'Université de Manchester) à Manchester (Angleterre), où son salaire augmente d'environ 2,5 fois.

En 1908, Rutherford reçut le prix Nobel de chimie « pour ses recherches sur la désintégration des éléments dans la chimie des substances radioactives ».

Après avoir appris qu'il avait reçu le prix Nobel de chimie, Rutherford a déclaré : "Toute science est soit physique, soit philatélie".

Un événement important et joyeux dans sa vie fut l'élection du scientifique comme membre de la Royal Society de Londres en 1903, et de 1925 à 1930, il en fut le président. De 1931 à 1933, Rutherford fut président de l'Institut de physique.

En 1914, Rutherford reçut titre de noblesse et devient "Sir Ernst". le 12 février à Le palais de Buckingham le roi le fit chevalier : il était vêtu d'un uniforme de cour et ceint d'une épée.

Ses armoiries héraldiques, approuvées en 1931, par le pair d'Angleterre, le baron Rutherford Nelson (comme on commença à l'appeler grand physicien après avoir été élevé au rang de noblesse) fut couronné de l'oiseau kiwi, symbole de la Nouvelle-Zélande. Le dessin des armoiries est l'image d'un exposant - une courbe caractérisant le processus monotone de diminution du nombre d'atomes radioactifs au fil du temps.

Les réalisations scientifiques de Rutherford :

Selon les mémoires, Rutherford était un éminent représentant de l'école expérimentale anglaise en physique, caractérisée par le désir de comprendre l'essence phénomène physique et vérifier si cela peut être expliqué par les théories existantes (contrairement à l'école « allemande » des expérimentateurs, qui part des théories existantes et cherche à les tester avec l'expérience).

Il utilisait peu de formules et recourait peu aux mathématiques, mais il était un brillant expérimentateur, qui rappelait Faraday à cet égard. Célébré par Kapitsa qualité importante La force de Rutherford en tant qu'expérimentateur résidait dans son pouvoir d'observation. En particulier, grâce à lui, il a découvert l'émanation du thorium, remarquant des différences dans les lectures de l'électroscope, qui mesurait l'ionisation, lorsque la porte de l'appareil était ouverte et fermée, bloquant le flux d'air. Un autre exemple est la découverte par Rutherford de la transmutation artificielle des éléments, lorsque l'irradiation des noyaux d'azote dans l'air avec des particules alpha s'accompagnait de l'apparition de particules à haute énergie (protons), qui avaient une portée plus longue, mais étaient très rares.

1904 - « Radioactivité »
1905 - « Transformations radioactives »
1930 - « Rayonnements de substances radioactives » (co-écrit avec J. Chadwick et C. Ellis).

12 des étudiants de Rutherford sont devenus lauréats du prix Nobel de physique et de chimie. L'un des étudiants les plus talentueux d'Henry Moseley, qui a montré expérimentalement signification physique Périodique Law, décédé en 1915 à Gallipoli lors de l'opération des Dardanelles. À Montréal, Rutherford a travaillé avec F. Soddy, O. Khan ; à Manchester - avec G. Geiger (il l'a notamment aidé à développer un compteur permettant de compter automatiquement le nombre de particules ionisantes), à Cambridge - avec N. Bohr, P. Kapitsa et bien d'autres futurs scientifiques célèbres.

Après ouverture éléments radioactifs une étude active de la nature physique de leur rayonnement a commencé. Rutherford a pu découvrir la composition complexe du rayonnement radioactif.

L'expérience a été la suivante. Le médicament radioactif était placé au fond d'un canal étroit d'un cylindre de plomb et une plaque photographique était placée en face. Le rayonnement sortant du canal était affecté par un champ magnétique. Dans ce cas, toute l’installation était sous vide.

Dans un champ magnétique, le faisceau se divise en trois parties. Les deux composantes du rayonnement primaire étaient déviées dans des directions opposées, ce qui indiquait qu'elles avaient des charges de signes opposés. Le troisième composant a préservé la linéarité de la propagation. Les rayonnements avec une charge positive sont appelés rayons alpha, négatifs - rayons bêta, neutres - rayons gamma.

En étudiant la nature du rayonnement alpha, Rutherford a mené l'expérience suivante. Sur le chemin des particules alpha, il a placé un compteur Geiger, qui mesurait le nombre de particules émises pendant un certain temps. Ensuite, à l’aide d’un électromètre, il a mesuré la charge des particules émises pendant ce même temps. Connaissant la charge totale des particules alpha et leur nombre, Rutherford a calculé la charge d'une de ces particules. Il s'est avéré être égal à deux éléments élémentaires.

Par la déviation des particules dans un champ magnétique, il a déterminé le rapport entre leur charge et leur masse. Il s’est avéré qu’il existe deux unités de masse atomique par charge élémentaire.

Ainsi, il a été constaté qu'avec une charge égale à deux charges élémentaires, une particule alpha possède quatre unités de masse atomique. Il s'ensuit que le rayonnement alpha est un flux de noyaux d'hélium.

En 1920, Rutherford a suggéré qu'il devrait exister une particule ayant une masse égale à la masse d'un proton, mais sans charge électrique - un neutron. Cependant, il n’a pas pu détecter une telle particule. Son existence a été prouvée expérimentalement par James Chadwick en 1932.

De plus, Rutherford a affiné le rapport entre la charge de l'électron et sa masse de 30 %.

En se basant sur les propriétés du thorium radioactif, Rutherford a découvert et expliqué la transformation radioactive des éléments chimiques. Le scientifique a découvert que l'activité du thorium dans une ampoule fermée reste inchangée, mais si le médicament est soufflé même avec un très faible courant d'air, son activité diminue considérablement. Il a été suggéré qu'en même temps que les particules alpha, le thorium émettait du gaz radioactif.

Les résultats des travaux conjoints de Rutherford et de son collègue Frederick Soddy ont été publiés en 1902-1903 dans un certain nombre d'articles du Philosophical Magazine. Dans ces articles, après avoir analysé les résultats obtenus, les auteurs arrivent à la conclusion qu'il est possible de transformer certains éléments chimiques en d'autres.

En pompant l'air d'un récipient contenant du thorium, Rutherford a isolé l'émanation du thorium (un gaz maintenant connu sous le nom de thoron ou radon-220, l'un des isotopes du radon) et a examiné sa capacité ionisante. Il a été constaté que l’activité de ce gaz diminue de moitié chaque minute.

En étudiant la dépendance de l'activité des substances radioactives au temps, le scientifique a découvert la loi de la désintégration radioactive.

Étant donné que les noyaux des atomes des éléments chimiques sont assez stables, Rutherford a suggéré que de très grandes quantités d'énergie sont nécessaires pour les transformer ou les détruire. Le premier noyau soumis à une transformation artificielle est le noyau de l’atome d’azote. En bombardant l'azote avec des particules alpha à haute énergie, Rutherford a découvert l'apparition de protons, les noyaux de l'atome d'hydrogène.

Rutherford est l'un des rares lauréats du prix Nobel à avoir réalisé son œuvre la plus célèbre après l'avoir reçu. Avec Hans Geiger et Ernst Marsden, il mena en 1909 une expérience démontrant l'existence d'un noyau dans l'atome. Rutherford a demandé à Geiger et Marsden de rechercher des particules alpha avec des angles de déviation très grands dans cette expérience, ce qui n'était pas attendu du modèle atomique de Thomson à l'époque. De telles déviations, bien que rares, ont été trouvées, et la probabilité de déviation s'est avérée être une fonction régulière, bien que décroissante rapidement, de l'angle de déviation.

Rutherford a admis plus tard que lorsqu'il a proposé à ses étudiants de mener une expérience sur la diffusion de particules alpha à de grands angles, il ne croyait lui-même pas à un résultat positif.

Rutherford a pu interpréter les données obtenues lors de l'expérience, ce qui l'a amené à développer un modèle planétaire de l'atome en 1911. Selon ce modèle, un atome est constitué d'un très petit noyau chargé positivement, contenant la majeure partie de la masse de l'atome, et d'électrons légers en orbite autour de lui.

Kapitsa a surnommé Rutherford « Crocodile » pour sa bonne disposition. En 1931, Krokodil obtint 15 000 livres sterling pour la construction et l'équipement d'un laboratoire spécial pour Kapitsa. En février 1933, l'inauguration du laboratoire eut lieu à Cambridge. Sur le mur du fond d'un immeuble de 2 étages, il y avait un énorme crocodile sculpté dans la pierre, recouvrant tout le mur. Il a été commandé par Kapitsa et réalisé par le célèbre sculpteur Eric Gill. Rutherford lui-même a expliqué que c'était lui. Porte d'entrée ouvert avec une clé dorée en forme de crocodile.

Selon Yves, Kapitsa a expliqué le surnom qu'il a inventé : "Cet animal ne revient jamais en arrière et peut donc symboliser la perspicacité de Rutherford et ses progrès rapides.". Kapitsa a ajouté qu'« en Russie, on regarde le crocodile avec un mélange d'horreur et d'admiration ».

Il est intéressant de noter que Rutherford, qui a découvert le noyau de l'atome, était sceptique quant aux perspectives Pouvoir nucléaire: "Tous ceux qui espèrent cette transformation noyaux atomiques deviendra une source d'énergie, professe des bêtises".

Ernest Rutherford (vie : 30/08/1871 - 19/10/1937) - Physicien anglais, créateur du modèle planétaire de l'atome, fondateur de la physique nucléaire. Il était membre de la Royal Society of London et, de 1925 à 1930, son président. Cet homme est le propriétaire dont il a reçu en 1908.

Le futur scientifique est né dans la famille de James Rutherford, charron, et de Martha Thompson, enseignante. Outre lui, la famille avait 5 filles et 6 fils.

Formation et premières récompenses

Avant que la famille ne quitte le Nord en 1889, Ernest Rutherford étudia à Christchurch au Canterbury College. Déjà à cette époque, les brillantes capacités du futur scientifique étaient révélées. Après avoir terminé la 4ème année, Ernest a reçu un prix pour meilleur travail en mathématiques, et a également obtenu la 1ère place aux examens de maîtrise en physique et mathématiques.

Invention du détecteur magnétique

Devenu maître ès arts, Rutherford n'a pas quitté l'université. Il se lance dans des travaux scientifiques indépendants sur la magnétisation du fer. Il a développé et fabriqué appareil spécial- un détecteur magnétique, qui est devenu l’un des premiers récepteurs d’ondes électromagnétiques au monde, ainsi que le « ticket d’entrée » de Rutherford pour la grande science. Un changement important s'opère bientôt dans sa vie.

Rutherford se rend en Angleterre

Les jeunes sujets les plus talentueux de la couronne anglaise de Nouvelle-Zélande recevaient une bourse tous les deux ans. L’Exposition universelle de 1851, qui donne l’occasion de voyager en Angleterre pour étudier les sciences. En 1895, il fut décidé que deux Néo-Zélandais méritaient un tel honneur : le physicien Rutherford et le chimiste Maclaurin. Cependant, il n'y avait qu'une seule place et les espoirs d'Ernest furent déçus. Heureusement, Maclaurin fut contraint d'abandonner ce voyage pour des raisons familiales et Rutherford Ernest arriva en Angleterre à l'automne 1895. Ici, il a commencé à travailler à l'Université de Cambridge (au laboratoire Cavendish) et est devenu le premier doctorant de J. Thomson, son directeur (photo ci-dessous).

Etude des rayons de Becquerel

À cette époque, Thomson était déjà l'un des membres de la respectée Royal Society of London. Il apprécient rapidement les capacités de Rutherford et le recrute pour travailler à l'étude de l'ionisation des gaz sous l'influence des rayons X, qu'il réalise. Cependant, dès l'été 1898, Ernest fait ses premiers pas dans un autre domaine de recherche. Il s'intéresse aux rayons de Becquerel. Le rayonnement du sel d'uranium, découvert par Becquerel, un physicien français, est devenu plus tard connu sous le nom de radioactif. Le scientifique français, ainsi que les Curie, ont été activement impliqués dans ses recherches. En 1898, Rutherford Ernest se joint également aux travaux. Ce scientifique a découvert que ces rayons comprennent des flux de noyaux d'hélium, chargés positivement (particules alpha), ainsi que des flux d'électrons (particules bêta).

Étude plus approfondie des rayons d'uranium

Les travaux des Curie furent présentés à l'Académie des sciences de Paris le 18 juillet 1898, ce qui suscita le grand intérêt de Rutherford. Dans ce document, les auteurs ont souligné qu'en plus de l'uranium, il existe d'autres éléments radioactifs (ce terme a alors été utilisé pour la première fois). Rutherford a introduit plus tard le concept de l'un des principaux caractéristiques distinctives ces éléments.

La bourse d'exposition d'Ernest fut prolongée en décembre 1897. Le scientifique a eu l'occasion d'étudier plus en détail les rayons d'uranium. Cependant, en avril 1898, un poste de professeur à l'Université McGill locale devint disponible à Montréal et Ernest décida de partir au Canada. Le temps de l’apprentissage est révolu. Il était clair pour tout le monde que Rutherford était prêt à travailler de manière indépendante.

Déménager au Canada et un nouvel emploi

À l'automne 1898, le déménagement au Canada a lieu. Au début, l’enseignement de Rutherford n’a pas eu beaucoup de succès : les étudiants n’aimaient pas les cours, que le jeune professeur, qui n’avait pas encore appris à bien comprendre le public, sursaturait de détails. DANS travail scientifique Il y a également eu quelques difficultés dues au retard dans l'arrivée des médicaments radioactifs commandés par Rutherford. Cependant, toutes les aspérités furent bientôt aplanies et une séquence de bonne fortune et de succès commença pour Ernest. Cependant, il n'est guère approprié de parler de succès : tout a été réalisé grâce à un travail acharné, dans lequel ses nouveaux amis et personnes partageant les mêmes idées ont été impliqués.

Découverte de la loi des transformations radioactives

Une atmosphère d’enthousiasme créatif et de passion s’était déjà formée autour de Rutherford. Le travail était joyeux et intense, il a conduit à un grand succès. Rutherford a découvert l'émanation du thorium en 1899. Avec Soddy en 1902-1903, il parvint à une loi générale applicable à toutes les transformations radioactives. Il vaut la peine d'en dire un peu plus sur cet événement scientifique important.

Les scientifiques du monde entier comprenaient à cette époque qu'il était impossible de transformer un élément chimique en un autre, c'est pourquoi les rêves des alchimistes d'extraire l'or du plomb devraient être enterrés à jamais. Et puis est apparu un ouvrage dans lequel il était soutenu que lors des désintégrations radioactives, non seulement les transformations des éléments se produisaient, mais qu'elles ne pouvaient ni être ralenties ni arrêtées. De plus, les lois de ces transformations ont été formulées. Aujourd'hui, nous comprenons que c'est la charge nucléaire qui détermine Propriétés chimiquesélément et sa position dans tableau périodique Mendeleïev. Lorsqu'il diminue de deux unités, ce qui se produit lors de la désintégration alpha, il « remonte » de 2 espaces sur le tableau périodique. Il déplace une cellule vers le bas pendant la désintégration bêta électronique et une cellule vers le haut pendant la désintégration des positons. Malgré l’évidence de cette loi et son apparente simplicité, cette découverte fut l’un des événements scientifiques les plus importants du début du XXe siècle.

Mariage avec Mary Georgina Newton, naissance d'une fille

Au même moment, un événement important se produit dans la vie personnelle d’Ernest. Cinq ans après ses fiançailles avec Mary Georgina Newton, le scientifique Ernest Rutherford l'épousa, dont la biographie était déjà marquée par des réalisations importantes. Cette fille était la fille du propriétaire de la pension de Christchurch où il vivait autrefois. Le 30 mars 1901, la fille unique de la famille Rutherford est née. Cet événement a pratiquement coïncidé avec la naissance d'un nouveau chapitre de la science physique : la physique nucléaire. Et après 2 ans, Rutherford est devenu membre de la Royal Society of London.

Livres de Rutherford, expériences sur une feuille transilluminatrice avec des particules alpha

Ernest a créé 2 livres dans lesquels il résume les résultats de ses recherches et réalisations scientifiques. Le premier fut publié sous le titre « Radioactivité » en 1904. « Transformations Radioactives » paraît un an plus tard. L’auteur de ces livres entame à cette époque de nouvelles recherches. Il s'est rendu compte que c'était des atomes qu'émanaient les rayonnements radioactifs, mais le lieu de son origine restait absolument flou. Il fallait étudier la structure du noyau. Et puis Ernest s'est tourné vers la méthode de transillumination avec des particules alpha, avec laquelle il a commencé son travail avec Thomson. Les expériences ont examiné comment le flux de ces particules traverse de fines feuilles de papier d’aluminium.

Le premier modèle atomique de Thomson

Le premier modèle de l’atome a été proposé lorsqu’on a appris que les électrons avaient une charge négative. Cependant, ils se produisent dans des atomes généralement électriquement neutres. Cela signifie qu’il doit y avoir quelque chose dans sa composition qui porte une charge positive. Pour résoudre ce problème, Thomson a proposé le modèle suivant : un atome est quelque chose comme une goutte, chargée positivement, dont le rayon est d'un cent millionième de centimètre. Il contient de minuscules électrons chargés négativement. Sous l'influence des forces coulombiennes, ils ont tendance à occuper une position au centre même de l'atome, mais si quelque chose les déséquilibre, ils oscillent, accompagnés de radiations. Ce modèle expliquait l'existence de spectres d'émission, un fait connu à l'époque. Les expériences ont déjà montré que dans les solides, les distances entre les atomes sont approximativement les mêmes que leurs tailles. Il semblait donc évident que les particules alpha ne pouvaient pas voler à travers une feuille, tout comme une pierre ne pouvait pas traverser une forêt dans laquelle les arbres poussaient presque les uns à côté des autres. Cependant, les toutes premières expériences réalisées par Rutherford ont convaincu que ce n'était pas le cas. La plupart des particules alpha ont pénétré dans la feuille presque sans déviation, et seules quelques-unes ont présenté une déviation, parfois significative. Ernest Rutherford s'y est beaucoup intéressé. Des faits intéressants nécessitaient une étude plus approfondie.

Modèle planétaire de Rutherford

Et puis l’intuition de Rutherford et la capacité de ce scientifique à comprendre le langage de la nature se sont à nouveau manifestées. Ernest a rejeté de manière décisive le modèle atomique de Thomson. Les expériences de Rutherford l'ont amené à proposer les siennes, dites planétaires. Selon celui-ci, au centre de l'atome se trouve un noyau dans lequel est concentrée toute la masse de l'atome, malgré sa taille plutôt petite. Et autour du noyau, comme les planètes tournant autour du Soleil, les électrons se déplacent. Leurs masses sont nettement inférieures à celles des particules alpha, et c'est pourquoi ces dernières ne dévient pratiquement pas lorsqu'elles pénètrent dans les nuages ​​​​d'électrons. Et ce n'est que lorsqu'une particule alpha vole à proximité d'un noyau chargé positivement que la force répulsive coulombienne est capable de plier brusquement la trajectoire de son mouvement. C'est la théorie de Rutherford. C'était certainement une grande découverte.

Lois de l'électrodynamique et modèle planétaire

L'expérience de Rutherford a suffi à convaincre de nombreux scientifiques de l'existence du modèle planétaire. Cependant, il s’est avéré que ce n’était pas aussi évident. La formule de Rutherford, qu'il a dérivée sur la base de ce modèle, était cohérente avec les données obtenues au cours de l'expérience. Pourtant, elle réfute les lois de l’électrodynamique !

Ces lois, établies principalement par les travaux de Maxwell et Faraday, stipulent qu'une charge accélérée émet ondes électromagnétiques et perd de l'énergie à cause de cela. Dans un atome de Rutherford, l'électron se déplace de manière accélérée dans le champ coulombien du noyau et, selon la théorie de Maxwell, il devrait perdre toute son énergie en un dix millionième de seconde, après quoi il tombera sur le noyau. Toutefois, cela ne s’est pas produit. Par conséquent, la formule de Rutherford réfutait la théorie de Maxwell. Ernest le savait lorsque vint le moment de retourner en Angleterre en 1907.

S'installer à Manchester et remporter le prix Nobel

Le travail d'Ernest à l'Université McGill l'a rendu très célèbre. Rutherford a commencé à rivaliser pour être invité dans des centres scientifiques différents pays. Le scientifique décide de quitter le Canada au printemps 1907 et arrive à Manchester, à l'Université de Victoria, où il poursuit ses recherches. Avec H. Geiger, il créa en 1908 un compteur de particules alpha - un nouvel appareil qui jouait rôle important en découvrant que les particules alpha sont des atomes d'hélium doublement ionisés. Rutherford Ernest, dont les découvertes furent d'une grande importance, reçut le prix Nobel en 1908 (en chimie, pas en physique !).

Collaboration avec Niels Bohr

Pendant ce temps, le modèle planétaire occupait de plus en plus ses pensées. C’est ainsi qu’en mars 1912, Rutherford commença à collaborer et à se lier d’amitié avec Niels Bohr. Le plus grand mérite de Bohr (sa photo est présentée ci-dessous) était d'avoir introduit des fonctionnalités fondamentalement nouvelles dans le modèle planétaire - l'idée de quanta.

Il a avancé des « postulats » qui, à première vue, semblaient intérieurement contradictoires. Selon lui, l’atome possède des orbites. Un électron qui se déplace le long d'eux ne rayonne pas, contrairement aux lois de l'électrodynamique, bien qu'il ait une accélération. Ce scientifique a indiqué une règle permettant de trouver ces orbites. Il a découvert que les quanta de rayonnement n’apparaissent que lorsqu’un électron se déplace d’une orbite à l’autre. a résolu de nombreux problèmes et est également devenu une percée dans le monde des nouvelles idées. Sa découverte a conduit à une révision radicale des idées sur la matière et son mouvement.

D'autres activités étendues

En 1919, Rutherford devient professeur à l'Université de Cambridge et également directeur du laboratoire Cavendish. Des dizaines de scientifiques le considéraient à juste titre comme leur professeur, y compris ceux qui reçurent plus tard le prix Nobel. Il s'agit de J. Chadwick, G. Moseley, M. Oliphant, J. Cockroft, O. Gan, W. Geitler, Yu.B. Khariton, P.L. Kapitsa, G. Gamow et d'autres. Le flot d'honneurs et de récompenses devenait de plus en plus abondant. En 1914, Rutherford fut anobli. Il devint président de la British Association en 1923 et de 1925 à 1930, il fut président de la Royal Society. Ernest reçut le titre de baron en 1931 et devint seigneur. Cependant, malgré des pressions de plus en plus fortes, et pas seulement scientifiques, il continue de s'attaquer aux secrets du noyau et de l'atome.

Nous vous en proposons un fait intéressant, associé aux activités scientifiques de Rutherford. On sait qu'Ernest Rutherford a utilisé le critère suivant lors du choix de ses employés : il a confié une tâche à la personne qui venait vers lui pour la première fois, et si le nouvel employé se demandait alors quoi faire ensuite, il était immédiatement licencié.

Le scientifique a déjà commencé des expériences qui ont abouti à la découverte de la division artificielle des noyaux atomiques et de la transformation artificielle des éléments chimiques. En 1920, Rutherford prédit l'existence du deuton et du neutron et, en 1933, il lança et participa à une expérience visant à tester la relation entre l'énergie et la masse dans les processus nucléaires. En avril 1932, il soutient l'idée d'utiliser des accélérateurs de protons dans l'étude des réactions nucléaires.

Mort de Rutherford

Les œuvres d'Ernest Rutherford et celles de ses étudiants, appartenant à plusieurs générations, ont eu un impact énorme sur la science et la technologie, sur la vie de millions de personnes. Bien entendu, le grand scientifique ne pouvait s’empêcher de se demander si cette influence serait positive. Cependant, il était optimiste et croyait fermement à la science et aux gens. Ernest Rutherford courte biographie que nous avons décrit, est décédé en 1937, le 19 octobre. Il a été enterré à l'abbaye de Westminster.

RUTHERFORD ERNEST

(1871 – 1937)

Le brillant physicien et chimiste anglais Ernest Rutherford est né le 30 août 1871 à Spring Grove, près de la ville de Nelson en Nouvelle-Zélande. Il était le quatrième enfant de famille nombreuse James et Martha Rutherford (née Thompson).

Le père d'Ernest travaillait comme charron, ingénieur, constructeur et meunier. En 1843, à la recherche de meilleure vie il a quitté l'Écosse pour la Nouvelle-Zélande. La mère d'Ernest, Martha Thompson, était une institutrice qui a quitté l'Angleterre pour s'installer à Nelson à l'âge de treize ans.

Enfant, Rutherford menait la vie typique d'un garçon de la campagne, aidant à traire les vaches et ramassant du bois de chauffage. Le samedi, avec d'autres enfants, le futur scientifique faisait des frondes et des courses de nage. Comme le père changeait souvent d'emploi, la famille devait constamment déménager.

À l'âge de 10 ans, Ernest est allé à l'école locale de Foxhill, où il a lu son premier livre scientifique. Cette année, il a mené sa première expérience sur la mesure de la vitesse du son, donnée dans le manuel.

En 1887, Ernest entra au Nelson College et devint bientôt l'un des meilleurs étudiants. Le jeune Rutherford s'intéressait particulièrement aux mathématiques. Ernest a consacré une grande partie de son temps libre à jouer au rugby, mais cela ne l'a pas empêché de recevoir l'une des dix bourses scolaires, lui donnant la possibilité d'entrer au Canterbury College de Creighchester (une branche de l'Université de Nouvelle-Zélande), l'une des plus grandes villes de Nouvelle-Zélande.

Ernest Rutherford a obtenu un baccalauréat en 1892. sciences humaines. Les matières préférées du futur scientifique à l'université étaient la physique et la chimie. Il a réussi les examens dans ces matières et est devenu baccalauréat ès sciences.

Dans son mémoire de maîtrise, Ernest a étudié les ondes radio haute fréquence, découvertes il y a une dizaine d'années. Pour étudier ce phénomène, Rutherford a conçu un récepteur radio sans fil, avec lequel il recevait des signaux à une distance de plus d'un demi-mile.

À vingt-trois ans, Ernest Rutherford possédait déjà trois diplômes scientifiques. À cette époque, les jeunes sujets britanniques d'outre-mer les plus talentueux recevaient tous les deux ans une bourse spéciale, du nom de l'Exposition universelle de 1851, qui leur donnait l'occasion de se perfectionner dans les sciences en Angleterre. En 1895, parmi les candidats à une bourse, il y avait deux candidats : le chimiste McLaurin et le physicien Rutherford.

McLaurin a reçu une bourse, mais des circonstances familiales l'ont empêché d'aller en Angleterre. Le destin s'avère favorable à Rutherford et, à l'automne 1895, à l'invitation de J. J. Thomson, il s'installe en Angleterre, au laboratoire Cavendish de l'université de Cambridge. À Cambridge, Rutherford est devenu le premier doctorant du directeur du laboratoire Joseph John Thomson.

À cette époque, Thomson était un scientifique de renommée mondiale, membre de la Royal Society de Londres. Les travaux de Rutherford sur les ondes radio ont impressionné le célèbre physicien et il a invité le jeune scientifique à étudier conjointement les processus d'ionisation des gaz sous l'influence des rayons X, découverts un an plus tôt par Wilhelm Roentgen.

En 1896, des scientifiques publièrent travailler ensemble"Sur le passage de l'électricité à travers les gaz exposés aux rayons X." L'année suivante, Rutherford publie son ouvrage «Magnetic Detector of Electric Waves and Some of Its Applications». La même année, il écrit un article « Sur l’électrification des gaz exposés aux rayons X et sur l’absorption des rayons X par les gaz et les vapeurs ».

Tout en travaillant au laboratoire Cavendish, Rutherford a suivi de près les découvertes d'autres physiciens et chimistes. Après que Pierre Curie et Maria Sklodowska-Curie aient présenté les résultats de leurs recherches à l'Académie des sciences de Paris, qui ont prouvé qu'en plus de l'uranium, il existait d'autres éléments radioactifs, le jeune scientifique a commencé travail indépendant dans cette zone. Il mène les premières études sur les rayons Becquerel et découvre l'inhomogénéité du rayonnement émis par l'uranium.

Sur la base de leurs propres résultats, Ernest Rutherford et J. J. Thomson ont suggéré que sous l'influence des rayons X, les atomes de gaz étaient détruits et des particules chargées négativement et positivement apparaissaient. Les scientifiques ont appelé ces particules des ions. Les efforts conjoints des scientifiques ont également conduit à la découverte de l’électron, une particule atomique porteuse d’une charge électrique négative.

En décembre 1897, la bourse de Rutherford pour l'Exposition universelle fut renouvelée et il commença à étudier sérieusement la structure atomique. Cependant, lorsqu'en avril 1898 un poste de professeur à l'Université McGill de Montréal devint disponible et que le jeune scientifique se vit offrir ce poste, il accepta. À l'automne 1898, Rutherford commence à enseigner à l'Université McGill.

Au Canada, le professeur alors âgé de vingt-sept ans a fait de nombreuses découvertes brillantes. En 1899, il découvre que le thorium radioactif émet un produit radioactif gazeux. Le scientifique a appelé ce phénomène « émanation » (émission). À la suite de recherches ultérieures, il a été constaté que deux autres éléments radioactifs - le radium et l'actinium - produisent également de l'émanation.

Le scientifique a montré qu’il existe au moins deux types de rayonnement. Il a appelé le premier d’entre eux, qui était facilement absorbé, rayonnement alpha, et le second, qui avait un plus grand pouvoir de pénétration, rayonnement bêta.

Après avoir analysé les résultats de la recherche, Rutherford a conclu que tous les éléments radioactifs connus de la science émettent des rayons alpha et bêta. Comme la radioactivité des éléments diminuait au fil du temps, le scientifique supposait que tous les éléments radioactifs appartenaient à la même famille d’atomes. Ainsi, ils peuvent être classés selon la période de diminution de leur radioactivité.

En 1902-1903, Rutherford et Frederick Soddy, l'un des fondateurs de la radiochimie, poursuivirent leurs recherches dans ce domaine. Les scientifiques ont découvert la loi générale des transformations radioactives, l'ont exprimée sous forme mathématique, ont introduit le concept de « demi-vie » et ont également exposé les principales dispositions de la théorie de la radioactivité qu'ils ont créée.

Selon Rutherford et Soddy, la radioactivité se produisait lorsqu'un atome rejetait une particule de lui-même. À la suite de la perte d'un atome d'un élément chimique transformé en atome d’un autre.

Les découvertes des scientifiques ont été inscrites dans la liste des événements scientifiques les plus importants du XXe siècle. Tous les axiomes existants sur l’indivisibilité et l’immuabilité des atomes ont été détruits. Les scientifiques ont formulé les lois des transformations, d'où il résulte que les transformations des éléments chimiques lors de la désintégration radioactive se produisent non seulement, mais qu'il n'est pas non plus possible de les ralentir ou de les arrêter.

En étudiant les transformations radioactives, Rutherford et Soddy ont calculé l'énergie des particules alpha émises par le radium et ont conclu que l'énergie des transformations radioactives est plusieurs milliers, voire des millions de fois supérieure à l'énergie de n'importe quelle transformation moléculaire. Selon les scientifiques, cette énergie devait être prise en compte pour tout phénomène de physique spatiale, notamment la constance énergie solaire ils ont expliqué que des processus de transformation subatomique se produisent sur le Soleil.

En 1903, Rutherford mena une série d'expériences prouvant sa théorie et démontra également que les particules alpha portaient une charge positive.

Le travail de Rutherford lui a valu une grande renommée. En 1903, il fut élu membre de la Royal Society de Londres.

En 1904, Rutherford écrit le livre Radioactivité, dans lequel il présente et formule les résultats de ses recherches. L'année suivante, il publie son deuxième livre, Transformations radioactives. Rutherford a commencé à être invité à travailler dans diverses universités et centres de recherche de différents pays. En 1907, il décide de changer de lieu de résidence et retourne en Angleterre. Le 24 mai 1907, Rutherford arrive à Manchester, où il occupe le poste de professeur de physique à l'Université de Manchester.

À Manchester, Rutherford poursuit ses recherches. Avec l'aide de Geiger, il organise une école d'étude de la radioactivité à l'université. En 1908, Rutherford a aidé Hans Geiger à créer un compteur de particules alpha et a prouvé l'année suivante que les particules alpha étaient des atomes d'hélium doublement ionisés.

En 1908, « pour ses recherches sur la désintégration des éléments dans la chimie des substances radioactives », Rutherford reçut le prix Nobel de chimie. Dans son discours de présentation, le président du Parlement suédois Académie royale Sciences K. B. Hasselberg a souligné l’énorme importance des découvertes du scientifique.

Dans sa conférence Nobel « La nature chimique des particules alpha dans les substances radioactives », donnée le 11 décembre 1908, Rutherford a proposé que les particules alpha étaient identiques en masse et en composition et étaient composées de noyaux d'atomes d'hélium. Il s'ensuit que les atomes d'éléments radioactifs sont également partiellement constitués d'atomes d'hélium.

Après avoir reçu le prix Nobel, Rutherford a commencé à étudier la structure de l’atome. Il s'est tourné vers la technique qu'il a utilisée avec J. J. Thomson au laboratoire Cavendish : la transillumination des particules alpha. Le scientifique, avec ses assistants Hans Geiger et Ernst Marsden, a mené une série d'expériences au cours desquelles il a bombardé une plaque de fine feuille d'or avec des particules alpha émises par l'uranium. À cette époque, les physiciens pensaient que les distances entre les atomes dans les solides étaient à peu près les mêmes que la taille des atomes. Nous pourrions en conclure que les particules alpha ne seraient pas capables de traverser même une feuille mince.

Déjà les premières expériences de Rutherford réfutaient cette conclusion : la plupart des particules alpha pénétraient dans la feuille, presque sans s'en écarter. Mais dans environ un cas sur 8 000, ils ont dévié de la direction attendue dans une mesure encore plus grande que ne le permettait la théorie, comme s’ils rencontraient une sorte d’obstacle. Cette anomalie étonnante s’est avérée être le point de départ du développement du modèle nucléaire de l’atome.

Après que J. J. Thomson ait découvert que les électrons ont une charge électrique négative, il a proposé un modèle d'atome sous la forme d'une goutte chargée positivement d'un rayon de cent millionièmes (10,8) de centimètre, à l'intérieur de laquelle se trouvent de minuscules électrons chargés négativement. Les charges positives et négatives étaient uniformément réparties dans l'atome et ne pouvaient donc pas modifier de manière significative la direction du mouvement des particules alpha.

Sur la base de ses expériences, Rutherford abandonna en 1911 le modèle de Thomson et proposa un nouveau modèle de l'atome. Il a exposé ses idées dans l'article « Diffusion des rayonnements alpha et bêta dans la matière et la structure de l'atome » dans le numéro de mai du Philosophical Magazin, annonciateur de nombreuses découvertes brillantes.

Selon Rutherford, au centre de l'atome se trouve un noyau dans lequel sont concentrées les particules chargées positivement et qui constitue la masse totale de l'atome. Les particules chargées négativement (électrons) sont situées sur l'orbite du noyau, à une distance assez grande de celui-ci. Comme les masses des électrons sont bien inférieures à celles des particules alpha, ces dernières ne sont pratiquement pas déviées lorsqu’elles pénètrent dans les nuages ​​d’électrons. Et ce n'est que dans le cas où une particule alpha vole à proximité d'un noyau chargé positivement que la force répulsive coulombienne change brusquement sa trajectoire.

Le modèle de Rutherford, généralement accepté aujourd'hui, ressemblait à un petit modèle système solaire et était appelé le « modèle planétaire de l’atome ».

Après que l'ami et collaborateur de Rutherford, le physicien danois Niels Bohr, ait introduit l'idée des quanta dans le modèle planétaire en 1913, le modèle atomique a reçu une reconnaissance mondiale. Bohr a suggéré qu'il existe des orbites dans l'atome, le long desquelles l'électron reçoit une accélération, et a indiqué une règle pour trouver de telles orbites stationnaires. Lorsqu’un électron passe d’une orbite à une autre, conformément à la loi de conservation de l’énergie, des quanta de rayonnement apparaissent.

La théorie de Niels Bohr a éliminé le principal inconvénient du modèle planétaire de l'atome - l'inévitabilité électrodynamique de la chute d'un électron en rotation sur le noyau.

Pendant la Première Guerre mondiale, le gouvernement britannique nomma Rutherford au comité civil du Bureau de l'invention et de la recherche de l'Amirauté britannique. Ses responsabilités comprenaient l'invention d'une méthode de détection des sous-marins ennemis par l'acoustique.

Après la guerre, Ernest Rutherford retourne au laboratoire de Manchester.

En 1919, un brillant scientifique réalise la première réaction nucléaire. Après avoir bombardé des atomes d’hydrogène puis d’azote avec des particules alpha, Rutherford a découvert que des atomes d’oxygène se formaient. À la suite du bombardement, un atome stable s'est désintégré. S'appuyant sur les recherches de Rutherford et utilisant les résultats de leurs recherches, Frédéric et Irène Joliot-Curie découvrent la radioactivité artificielle en 1934.

À cette époque, Rutherford était devenu célèbre comme le plus grand physicien pratique de toute l'histoire de la physique, l'un des les gens les plus brillants de son époque.

En 1919, Ernest Rutherford succède à Thomson et devient professeur de physique expérimentale à l'Université de Cambridge et directeur du laboratoire Cavendish. Deux ans plus tard, il devient professeur de sciences naturelles à la Royal Institution de Londres. Deux ans plus tard, en 1923, Rutherford devint président de la British Association for the Advancement of Science et, de 1925 à 1930, il fut président de la Royal Society of London. En 1930, le scientifique fut nommé président du conseil consultatif gouvernemental du Bureau de la recherche scientifique et industrielle.

Ernest Rutherford était non seulement un brillant scientifique, mais aussi un organisateur talentueux. Alors qu'il occupait des postes de direction, il a attiré vers ses travaux de nombreux jeunes physiciens, qui ont ensuite reçu des prix Nobel. Tous les physiciens éminents de cette époque inclinèrent la tête devant lui. Quand ses collègues notaient sa capacité à être toujours « sur la crête de la vague » recherche scientifique, il a répondu : « Pourquoi pas ? Après tout, c’est moi qui ai provoqué la vague, n’est-ce pas ? Peu de gens se sont opposés à cette déclaration. Rutherford était considéré comme leur professeur par des dizaines de scientifiques de renommée mondiale : P. L. Kapitsa, G. Moseley, J. Chadwick, J. Cockcroft, M. Oliphant, V. Heitler, O. Gan, Yu. B. Khariton et d'autres.

Malgré son âge et son activité, Rutherford poursuivait constamment ses recherches. En 1920, il prédit l'existence du neutron (découvert par son élève James Chadwick en 1932), l'existence de l'atome d'hydrogène avec masse atomique, égal à deux (deutérium), a introduit le concept de « proton » et a lancé en 1933 un test expérimental de la relation entre masse et énergie dans les processus nucléaires.

Dans mon dernier travail expérimental En 1934, Rutherford, avec Marcus Oliphant et Paul Harteck, découvrent le tritium, un isotope super lourd de l'hydrogène.

Jusqu'à sa mort, Ernest Rutherford a gardé un excellent moral et était en bonne santé. Il a brillamment effectué des calculs mathématiques complexes dans sa tête, surprenant ses collègues et employés.

Après une courte maladie, le célèbre scientifique décède à Cambridge le 19 octobre 1937 et est enterré à l'abbaye de Westminster près des tombes d'Isaac Newton, Charles Darwin et Michael Faraday.

Rutherford Ernest (1871-1937), physicien anglais, l'un des créateurs de la doctrine de la radioactivité et de la structure de l'atome, fondateur d'une école scientifique.

Né le 30 août 1871 dans la ville de Spring Brove (Nouvelle-Zélande) dans une famille d'émigrés écossais. Son père travaillait comme mécanicien et producteur de lin, sa mère était enseignante. Ernest était le quatrième des 12 enfants de Rutherford et le plus talentueux.

Déjà à la fin école primaire En tant que premier élève, il a reçu une prime de 50 £ pour poursuivre ses études. Grâce à cela, Rutherford entre à l'université de Nelson (Nouvelle-Zélande). Après avoir obtenu son diplôme universitaire, le jeune homme a réussi des examens à l'Université de Canterbury et y a étudié sérieusement la physique et la chimie.

Il a participé à la création d'une société étudiante scientifique et a rédigé en 1891 un rapport sur le thème « L'évolution des éléments », dans lequel l'idée a été exprimée pour la première fois que les atomes sont des systèmes complexes construits à partir des mêmes composants.

À une époque où l’idée de J. Dalton sur l’indivisibilité de l’atome dominait la physique, cette idée semblait absurde, et le jeune scientifique a même dû s’excuser auprès de ses collègues pour « une absurdité évidente ».

Il est vrai que 12 ans plus tard, Rutherford a prouvé qu’il avait raison. Après avoir obtenu son diplôme universitaire, Ernest est devenu enseignant lycée, mais cette activité ne lui plaisait clairement pas. Heureusement, Rutherford, le meilleur diplômé de l'année, a obtenu une bourse et il s'est rendu à Cambridge, le centre scientifique d'Angleterre, pour poursuivre ses études.

Au laboratoire Cavendish, Rutherford a créé un émetteur de communication radio dans un rayon de 3 km, mais a donné la priorité à son invention à l'ingénieur italien G. Marconi, et il a lui-même commencé à étudier l'ionisation des gaz et de l'air. Le scientifique a remarqué que le rayonnement de l'uranium comporte deux composantes : les rayons alpha et bêta. Ce fut une révélation.

À Montréal, en étudiant l'activité du thorium, Rutherford a découvert un nouveau gaz : le radon. En 1902, dans son ouvrage « La cause et la nature de la radioactivité », le scientifique a exprimé pour la première fois l'idée que la cause de la radioactivité est la transition spontanée de certains éléments vers d'autres. Il a découvert que les particules alpha sont chargées positivement, que leur masse est supérieure à celle d'un atome d'hydrogène et que leur charge est approximativement égale à la charge de deux électrons, ce qui rappelle les atomes d'hélium.

En 1903, Rutherford devint membre de la Royal Society of London et, de 1925 à 1930, il en fut le président.

En 1904, l’œuvre fondamentale du scientifique « Substances radioactives et leur rayonnement », qui est devenue une encyclopédie pour les physiciens nucléaires. En 1908, Rutherford devient lauréat du prix Nobel pour ses recherches sur les éléments radioactifs. Directeur du laboratoire de physique de l'Université de Manchester, Rutherford a créé une école de physiciens nucléaires, ses étudiants.

Avec eux, il étudia l'atome et arriva finalement en 1911 au modèle planétaire de l'atome, dont il parla dans un article publié dans le numéro de mai du Philosophical Journal. Le modèle n’a pas été accepté immédiatement : il n’a été établi qu’après avoir été affiné par les étudiants de Rutherford, en particulier N. Bohr.

Le scientifique est décédé le 19 octobre 1937 à Cambridge. Comme beaucoup de grands hommes d'Angleterre, Ernest Rutherford repose dans la cathédrale Saint-Paul, dans le "Science Corner", aux côtés de Newton, Faraday, Durenne, Herschel.

L'un des physiciens les plus célèbres, Ernest Resenford, était originaire de Nouvelle-Zélande. Sa famille n'était pas riche et Resenford lui-même était le quatrième enfant sur douze. Il semblerait qu'il n'ait pas d'avenir particulier, mais au contraire, depuis son enfance, le scientifique a lutté pour l'éducation et, grâce à son intelligence et à sa persévérance, il a obtenu une bourse qui lui a permis d'étudier dans l'un des meilleurs collèges. dans le pays. En 1894, le futur physicien devient baccalauréat ès sciences.

Il a si bien étudié qu'il a obtenu une bourse personnelle et le droit de poursuivre ses études en Angleterre. Rutherford est venu à Cambridge et est devenu étudiant diplômé au laboratoire Cavendish. Là, il a continué à étudier la propagation des ondes radio et a établi pour la première fois des communications radio à une distance d'environ un kilomètre. Mais les problèmes purement techniques ne l'ont jamais attiré et Rutherford a commencé à étudier la conductivité de l'air sous l'influence des rayons X récemment découverts. Ce travail, qu'il a réalisé avec J. J. Thompson, a conduit à la découverte de l'électron. Après cela, Rutherford commença à étudier la structure de l’atome.

Après avoir soutenu sa thèse de doctorat, Resenford s'est rendu au Canada et a occupé un poste de professeur de physique à l'Université McGill à Montréal. Là, il a commencé à étudier la radioactivité. Rutherford a étudié les propriétés des rayons alpha et bêta et a également découvert les isotopes du thorium et du radium. En 1908, Ernest Rutherford reçoit le prix Nobel pour sa théorie sur la transformation des éléments radioactifs. Le scientifique a mené cette recherche en collaboration avec F. Soddy.

En 1907, Rusenford retourna en Angleterre, où il devint chef du département de physique de l'Université de Manchester. En étudiant la diffusion des rayons alpha, le scientifique a découvert l'existence de noyaux atomiques et déterminé leurs tailles. Il a réalisé ce travail avec le futur physicien célèbre Marsden. Sur la base de ces études et des travaux théoriques du physicien danois Niels Bohr, le modèle Bohr-Rutherford de l'atome a été créé.

En 1918, Rutherford fit une autre découverte majeure : il prouva la possibilité de convertir le noyau d'azote en oxygène sous l'influence de particules alpha, confirmant ainsi la possibilité de convertir un élément chimique en un autre.

En étudiant les collisions de particules alpha avec des atomes d'hydrogène, Rutherford a fait une autre découverte fondamentale : la radioactivité artificielle.

Il est intéressant de noter que le scientifique considérait cela comme un problème purement scientifique et ne croyait pas à la possibilité utilisation pratiqueénergie nucléaire. Néanmoins, c’est son collaborateur, puis plus tard l’éminent physicien allemand Otto Hahn, qui ont découvert la fission de l’uranium, et les travaux de Rutherford ont grandement rapproché l’avènement de l’ère nucléaire. En 1919, Ernest Rutherford devient directeur du laboratoire Cavendish. Il est resté à ce poste jusqu'à sa mort. Le laboratoire est devenu une véritable Mecque pour les physiciens du XXe siècle. Bon nombre des plus grands scientifiques de notre époque, qui se considéraient comme des étudiants de Rutherford, y travaillèrent - Blackett, Cockroft, Chadwick, Kapitsa, Walton. Le scientifique pensait que l'essentiel était de donner à une personne la possibilité de s'ouvrir jusqu'au bout et de montrer de quoi elle est capable. Ainsi, il initia la construction d’un laboratoire magnétique spécial pour les expériences de P. Kapitsa, et réalisa plus tard la vente équipement unique en URSS pour que le scientifique puisse y poursuivre ses travaux scientifiques.